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城市公共建筑屋面雨水收集利用设计策略

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城市公共建筑屋面雨水收集利用设计策略

城市公共建筑屋面雨水收集利用设计策略

  • 作者:深圳市海绵雨水利用科技有限公司
  • 来源:www.spongerain.com
  • 发布时间:2018-06-30 00:00
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    本文由“深圳市海绵雨水利用科技有限公司”海绵雨水编辑此下文,讲述内容对我国雨水收集利用情况分析,并提出了城市公共建筑屋面雨水收集利用的设计策略。
 
    随着社会的发展,人类对资源需求的增长和资源短缺之间的矛盾日益加剧,水的供给与需求矛盾日益突出,进行水资源的合理开发利用已成为全世界所面临的共同问题,对于我国来说,随着工业的发展和人口的增加,环境承受的压力也越来越大,环境问题也随之增加,特别是水资源问题,它不仅影响工业的发展和日常生活,还是环境问题的主要根源。节约用水也已经越来越被大家所关注,而雨水收集利用是节水的重要途径之一。目前主要在缺水地区有一些小型,局部的非标准性应用,城市公共建筑有其自身的特点和优势,对城市公共建筑进行屋面雨水收集利用将会产生更加良好的经济效益和社会效益。
 
    一、城市屋面雨水收集利用的必要性与可行性
 
    据统计,在我国600多座城市中,有50%的城市缺水,其中108座城市严重缺水。利用本地资源特别是雨水资源,采取各种有效措施提高雨水利用能力和效率,是解决城市水资源匮乏的重要途径。
 
    城市雨水的收集利用不仅是指狭义的利用雨水资源和节约用水,它还具有减缓城区雨水洪涝和地下水位的下降、控制雨水径流污染、改善城市生态环境等广泛的意义。城市建筑的屋顶投影面积占城市表面积的30%左右,屋顶雨水收集利用是城市雨水利用的重要途径。城市公共建筑由于投资规模大,占地面积广,较为合适屋面雨水回收,并可取得较好的经济效益和生态效益,所以城市公共建筑中的雨水收集利用一直是各国重点发展的对象。城市公共建筑中的屋面雨水属于较洁净的微污染水资源,水质较之中水要好的多,处理工艺简单,其杂志主要是由降水中的基本物质和流经汇水面而携带的外加杂志组成。
 
    雨水收集利用可起到减少自来水用水量,降低城市引水、净水的边际费用的作用和环境保护的效果。而雨水利用还能更有效地减少向排水系统的排放量,节省了城市排水设施的运行费用。在城市暴雨时,又能起到防洪减灾的积极作用。雨水生态处理技术主要是依靠自然的方式处理并利用雨水,无论一次性投资成本还是运行成本都比较低廉,雨水收集利用具有普遍的适应性,发展城市公路建筑屋面雨水收集利用更是一项造福人类的工程。
 
    二、屋面雨水收集利用的方式以及要点和目标
 
    1、雨水收集利用常见形式
 
    城市建筑屋面的雨水由于受污染相对较少,水质较好,一般稍加出来即可利用,收集到的雨水一方面可以直接用于冲厕所、洗车、冲洗道路,作为室内外及屋顶植被的浇灌用水,另一方面还在改善小气候,创造室内外景观方面起到重要作用。
 
    快速的城市化进程带来了水资源短缺和生态环境的日益恶化,从1980年代起,欧洲国家一级日本等发达国家相续开展了对雨水进行收集利用的研究。德国是世界上在雨水收集利用方面最先进的国家之一。为了维持良好的水环境,德国长期致力于雨水收集利用方面的研究和开发。德国利用公共雨水管收集雨水并经简单的处理后达到杂用水水质标准,可用于街区公寓的厕所冲洗和庭院浇晒,部分地区利用雨水可节约用水达50%,目前,德国在新建小区(无论是工业、商业、居住区)时均要设计雨水利用设施。
 
    2、雨水利用的要点与优化目标
 
    (1)因地制宜、合理设计
 
    雨水收集利用工程在不同地区、不同项目上的应用可行性也不相同,应具体分析,屋顶要具有一定的汇水面积,能汇聚足够的雨水量,其次要有一定面积的景观水体或各种杂用水有一定的需求水量。雨水管与自来水管独立设计,当收集雨水量供应不足时,由系统中自来水或其他水源进行补充,从而避免雨水收集带来的不便影响。
 
    雨水量充沛的地区,在城市屋顶修建了雨水浇灌的“空中花园”在减少城市地表径流的同时,减少自来水的消耗,增加了城市的绿地面积,美化了城市环境,净化了城市空气,吸收了城市噪声,还能够降低城市的热岛效应。也注重修建蓄积雨水的工程设施,既控制了汛期多余的雨洪径流,又减少了排水设施,同时也缓解了城市水资源的供需矛盾。
 
    (2)控制初期雨水径流污染
 
    屋面雨水污染物主要来源为屋面材料分解、大气中的沉积物和天然降水。由于屋面径流雨水经常表现出初期冲刷效应,初期径流雨水中污染物浓度较高,水质混浊,随着降雨的持续,一旦冲刷效应完成,径流雨水的水质将明显提高。所以要对初期雨水采用弃流措施。
 
    (3)重点做好公共建筑雨水利用
 
    公共建筑汇水面积大,可收集利用的雨水量相对较大,同时,公共建筑具有冲厕,绿化,重新地面,景观用水等地质用水。公共建筑有水量大,雨水回用潜在用户多的优势。针对公共建筑的雨水收集利用也被很多国家作为雨水收集的首选。
 
    三、屋面雨水收集利用的设计策略
 
    1、雨水收集利用结合屋顶绿化进行设计
 
    不管是何种形式的屋顶,都可以考虑雨水的收集利用。在进行屋面雨水收集系统的设计时,要注意选择合适的屋面材料以保证雨水水质,如果是平屋面,则要保持适当的坡度,防止雨水滞留,同时使屋面位置尽量减少落叶及碎屑的堆积。对屋顶进行雨水收集利用设计时,主要考虑屋面材料对水质的影响。因此,建议设计时,屋面应采用污染的防水材料,屋面优先采用坡屋面,当建筑为平屋面时,采用陶制地砖等非污染性材料做面层。
 
    为了使屋面雨水收集取得良好的效果,屋顶设计可以与屋顶绿化相结合。在实际工程中,进行屋顶绿化有以下几点优势:1能够延缓各种防水材料老化,增加了屋面使用寿命2消减雨水径流量,减少雨水资源的流失,调节雨水的自然循环和平衡3消减雨水污染负荷,其产生的径流具有良好的水质,有利于后续的收集利用。
 
    2、雨水利用与景观设计结合
 
    雨后,贮水池的部分雨水和屋面绿化可以形成一个循环在满足绿化用水要求的同时改善建筑景观和环境,另一部分雨水可供室外水景之用。
 
    设计一个景观水的回流管,与屋面和贮水池形成循环有利于保障景观水体的水质,如果汇水面积大,有富裕的雨水量还可以考虑在溢流管后设计渗透设施。由于有了绿化屋面的预处理和贮水池的作用,能够保证渗透设施的良好运行。为了提高整个系统的综合效果,同时构筑成具有良好生态功能的水景,应该提倡在景观水池中饲养一些水生植物和鱼类。通过植物、微生物的降解作用以及土壤的吸附、渗透作用进一步处理雨水。这不仅利用了自然的方式处理了雨水,同时很好的融合入到了景观建设当中。
 
    深圳的万科中心在整个项目中采用了全面的雨水回收系统如上图,将屋面和露天雨水收集处理,并蓄积在水景池内,回用于绿化和补充景观水池水量的损失。设计中,亦充分考虑了成本效益并与实际的地形和景观相结合,如东侧屋面距景观水池较远,在设计中就近设置雨水花园用于消纳雨水,节省投资的同时,亦达到雨水回收效果。
 
    3、贮水池的设计
 
    贮水池是整个雨水收集过程中主要的构筑物,它不仅用于雨水的储藏,同时也起到调节、沉淀作用。应该根据水质要求不同的特点,设置不同的贮水池。一般的冲厕,绿化浇灌,地面冲洗,露天观赏性水景等用水的水质要求不高,可以不经过有过滤消毒处理功能的贮水池。贮水池的设计还要避免外界环境的污染,保证水质质量。
 
    结语
 
    在城市公共建筑的屋面雨水收集利用将有较大的发展空间,利用生态手段净化雨水不仅是建筑生态环境的一部分,也是整个生态建设的一部分,雨水收集利用减少对能源、物质的消耗,从本质上也保证了生态系统的稳定。